- •Краткий курс лекций. Современные проблемы электроэнергетики
- •Раздел 1
- •Введение.
- •Индексы физического объема продукции по отраслям
- •Традиционные и нетрадиционные источники электроэнергии.
- •Характеристика структуры энергетики ведущих регионов.
- •Раздел 2
- •Устройство и функционирование тепловых электростанций.
- •Раздел 3 Лекция 6. Технологический процесс преобразования химической энергии топлива в электроэнергию на тэс
- •Место атомной энергетики в мире, России и в ее европейской части
- •Ресурсы, потребляемые аэс, ее продукция и отходы производства
- •Представление о ядерных реакторах различного типа
- •Сравнение реакторов типов ввэр и рбмк
- •Устройство и функционирование гэс
- •Данные о речном стоке отдельных стран мира
- •Типы гидроэнергетических установок
- •Раздел 4
- •Синхронные генераторы электростанций
- •Принцип действия синхронных генераторов
- •Пути совершенствования изоляций обмоток синхронных генераторов
- •Трансформаторное оборудование
- •Конструкция трансформатора
- •Принцип работы и устройство трансформатора
- •Автотрансформаторы
- •Современное состояние, тенденции развития трансформаторостроения
- •Коммутационные и защитные аппараты высокого напряжения
- •Условия работы аппаратов высокого напряжения и общие требования, предъявляемые к ним
- •Выключатели высокого напряжения
- •Раздел 5
- •Применение силовой электроники в электроэнергетике
- •Силовые электронные ключи
- •Преобразователи электроэнергии
- •Применение силовой электроники в электроэнергетике
- •Раздел 6
- •Качество электроэнергии в системах электроснабжения
- •Показатели качества электроэнергии
- •Влияние качества электроэнергии на функционирование технических средств
- •Раздел 6
- •Экологические проблемы электроэнергетики, электромагнитная совместимость в электроэнергетике
- •Влияние электромагнитных полей различных устройств электроэнергетики на человека и устройства, работающие поблизости.
- •Список литературы
Пути совершенствования изоляций обмоток синхронных генераторов
Технико-экономические показатели синхронных генераторов в значительной степени определяются типом и качеством изоляционных материалов, используемых для обмоток электрических машин. Без совершенствования изоляции статорных обмоток генераторов было бы абсолютно невозможным создание генераторов мощностью 500—1200 МВт приемлемых для современной техники габаритов. С ростом мощностей единичных агрегатов почти пропорционально возрастает ток обмотки статора, в то время как уровень напряжения не может быть увеличен из-за опасностей пробоя изоляции, возникновения короны, высокого нагрева изолирующих сред. Следует отметить, что обмотки статора работают в тяжелых условиях высоких температур, механических воздействий, существенной виброактивности, переменных нагрузок. По этим причинам вопросы надежности, долговечности, уменьшения толщины изоляции постоянно находятся в поле зрения специалистов, связанных с электромашиностроительной отраслью.
До начала 60-х годов большинство генераторов изготавливалось с применением термопластичной изоляции, требующей пропитки битумными компаундами. Ее положительные свойства — эластичность и хорошая сопротивляемость влаге. Однако в процессе эксплуатации этот тип изоляции может подвергаться размягчению и даже частичному вытеканию из зоны пазов. Поэтому в настоящее время термопластичная изоляция имеет очень ограниченное применение.
Стержни статорных обмоток современных генераторов имеют другой тип изоляции — термореактивную, которая полимеризуется и затвердевает при температуре 150—160 °С и при повторных нагреваниях не размягчается. Термореактивная изоляция по сравнению с термопластичной имеет более высокую электрическую и механическую прочности, допустимую рабочую температуру 130 °С. Диэлектрические потери в термореактивной изоляции при воздействии переменного напряжения меньше в 3—4 раза, чем в термопластичной. Электрическая прочность созданных типов термореактивной изоляции «Слюдотерм», «Монолит», «Монолит-2», ВЭС-2 примерно в 2 раза выше, чем у термопластичной, и достигает 30—34 киловольт на миллиметр толщины (кВ/мм). Особенностью термореактивной изоляции является ее меньшая пластичность, что ограничивает деформацию стержней обмотки.
Применение нового типа изоляции позволило повысить напряжение турбогенераторов до 24—28 кВ, а при использовании масляного типа изоляции (например, для турбогенераторов ТВМ) до 36,75 кВ. Напряжения статорных обмоток гидрогенераторов обычно не превышают 13,8—15,75 кВ.
В 70-е годы в СССР был разработан и создан гидрогенератор нового типа на напряжение 121 кВ, присоединяемый к линии электропередачи 110 кВ непосредственно без повышающего трансформатора. Для обмоток статора была применена бумажно-масляная изоляция кабельного типа. Гидрогенератор имел мощность 14,5 МВт и был установлен на Сходненской ГЭС в черте Москвы. Он успешно прошел испытания при подключении к сети Мосэнерго, доказав возможность создания гидрогенераторов на принципиально более высокие напряжения.
В 90-е годы в Швеции были созданы гидрогенераторы и турбогенераторы типа «Power-former». Гидрогенератор напряжением 45 кВ, мощностью 11 MB · А, частотой вращения 600 об/мин также подключается к линии электропередач без использования повышающего трансформатора. Для обмотки статора применялась изоляция из «сшитого полиэтилена». Второй гидрогенератор напряжением 155 кВ, мощностью 75 MB · А, частотой вращения 125 об/мин включен в мае 2001 г., третий — напряжением 78 кВ, мощностью 25 MB · А, частотой вращения 115,4 об/мин пущен в августе 2001 г. Турбогенератор напряжением 136 кВ, мощностью 42 MB · А, частотой вращения 3000 об/мин был включен в сеть в декабре 2000 г.
Лекция 10.